Tendo como referência o assunto tratado no texto precedente, julgue o item que se segue.
Considere que o dióxido de enxofre (
) liberado na atmosfera sofra oxidação ao reagir com o gás oxigênio
, produzindo
, de acordo com a reação demonstrada a seguir, e que a reação tenha atingido o estado de equilíbrio.
Nesse caso, o estado de equilíbrio em questão pode ser alterado pela variação da pressão atmosférica.
( ) Certo
Nesse caso, o estado de equilíbrio em questão pode ser alterado pela variação da pressão atmosférica.
( ) Certo
Passo 1
O enunciado dá a reação gasosa em equilíbrio
e pergunta se o estado de equilíbrio pode ser alterado por variação da pressão atmosférica. Informações importantes fornecidas:
- Todas as espécies estão no estado gasoso.
- A reação já atingiu equilíbrio.
- As quantidades estequiométricas mostram que, do lado dos reagentes, há
mols gasosos e, do lado dos produtos, há mols gasosos.
A partir daqui vamos analisar passo a passo se uma mudança de pressão pode deslocar esse equilíbrio.
Passo 2
Princípios e fórmulas relevantes (explicação didática):
- Le Chatelier (intuição): um sistema em equilíbrio tenta contrabalançar uma perturbação. Se impusermos aumento de pressão por compressão, o equilíbrio tende a deslocar-se para o lado que ocupa menos volume (em reações gasosas, normalmente o lado com menos mols de gás).
- Constante de equilíbrio em termos de pressão parcial: define-se
(para temperatura fixa) por
Aqui
é a pressão parcial do gás
.
depende só da temperatura; uma mudança de pressão externa NÃO muda
se a temperatura for mantida.
- Cociente de reação em termos de pressões (quociente de reação)
tem a mesma forma que , mas usa as pressões instantâneas:
Se
a reação tende a progredir no sentido direto (produzir produtos); se
tende a ir no sentido inverso.
Passo 3
Efeito de uma compressão (aumentar pressão por reduzir volume) explicado com contas simples:
- Suponha que, instantaneamente, as pressões parciais dos gases se multiplicam por um fator
(compressão isotérmica rápida). Então cada pressão passa de para . - Substituindo em
:
- Em termos gerais pode-se usar
(mols gasosos produtos) (mols gasosos reagentes). Aqui . Então, sob multiplicação uniforme das pressões por ,
Passo 4
Interpretação física e conclusão:
- Se o sistema estava inicialmente em equilíbrio tem-se
. Após compressão ( ) obtemos . - Como
, o sistema não está mais em equilíbrio e a reação tenderá a progredir no sentido direto (formar ) até que as pressões mudem de novo e volte a ser igual a . Ou seja: aumento da pressão por compressão desloca o equilíbrio para o lado com menos mols gasosos — aqui os produtos. - Da mesma forma, uma diminuição da pressão (expansão,
) provoca e desloca o equilíbrio para os reagentes.
Passo 5
Observações importantes (exceções e clarificação para não confundir):
- A resposta acima refere-se a variações de pressão que modificam as pressões parciais dos reagentes e produtos (por exemplo, compressão/expansão do volume à temperatura constante). Nesses casos o equilíbrio muda de posição sempre que
. - Existe uma situação em que a pressão total muda e o equilíbrio não se altera: adicionar um gás inerte mantendo o volume constante mantém as pressões parciais dos reagentes e produtos inalteradas (porque
e dos reagentes ficam iguais), logo não há deslocamento. Por outro lado, adicionar gás inerte à pressão constante pode alterar volume e então pode haver efeito. Por isso é importante especificar como a pressão é alterada; em termos práticos, mudanças na pressão atmosférica que comprimam ou expandam o ar localmente afetarão as pressões parciais e podem deslocar equilíbrios gasosos como este.
Resposta
Certo